砂巖泥巖地質(zhì)路基爆破施工工藝淺析
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1開山爆破施工總體布置
本合同段需要爆破的高挖方路基為3#(K30+148～+300段，最大挖深63m)和4#(K30+810—K30+910段，最大挖深57.2m)，開挖方向垂直由山上至下，縱向由大樁號至小樁號，根據(jù)實(shí)施條件進(jìn)行爆破作業(yè)。爆破開挖前先行清除山體表面雜草，表土運(yùn)至回填區(qū)域，而后進(jìn)行爆破開挖。沿開挖區(qū)修筑上下山運(yùn)輸?shù)缆分辽巾?，而后采用挖掘機(jī)和爆破相結(jié)合的方法展開山頂平臺(tái)作業(yè)面的開設(shè)與施工，待第一臺(tái)階工作面形成一定的規(guī)模后，再進(jìn)行下個(gè)臺(tái)階作業(yè)面施工，依次類推。2爆破施工1爆破類型根據(jù)地質(zhì)及地形、地貌情況，主體石方爆破采用中深孔松動(dòng)爆破，根據(jù)開挖深度進(jìn)行分臺(tái)階開挖，臺(tái)階高度5～8m。為保證開挖邊坡的穩(wěn)定性及邊坡平整度，本工程對于巖石挖方路段坡面1～2m范圍內(nèi)擬采用預(yù)裂爆破或光面爆破技術(shù)。根據(jù)對塊石粒徑的要求，對粒徑超過標(biāo)準(zhǔn)的(塊徑短邊大于1m)采用手風(fēng)鉆打孔，裝藥進(jìn)行二次爆破。
2中深孔松動(dòng)爆破施工工藝
(1)試爆。在爆破施工前試爆，試爆時(shí)應(yīng)選在相同地質(zhì)條件的地方，按爆破設(shè)計(jì)的參數(shù)試爆，然后分析試爆效果，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，以此作為正式爆破的依據(jù)，并在實(shí)施過程中根據(jù)巖層地質(zhì)情況優(yōu)化調(diào)整。
(2)布孔、打眼。本段由有經(jīng)驗(yàn)的爆破工程師布孔，布孔應(yīng)考慮炮孔類型、深度、角度、巖石地理結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境等因素。按照設(shè)計(jì)的孔距和排距布孔，炮孔要準(zhǔn)確定位(由測量隊(duì)放出邊坡線和高程后尺量)，并用白石灰標(biāo)示。采用平行于臺(tái)階的梅花形布孔方式，爆破時(shí)采取垂直或45°角(傾斜鉆孔可提高軟質(zhì)巖石的爆破效率)布孔，超鉆15～20cm，防止欠挖及震松基底，為了翻松底碴，消除底坎，必要時(shí)可減少裝藥量，加密炮眼間距，以便施工機(jī)械工作，不影響施工進(jìn)度。按照設(shè)計(jì)的孔位、方向、傾斜角和孔深對號鉆眼，采用HC725型履帶式潛孔鉆機(jī)進(jìn)行打眼，鉆孔直徑90mm。鉆孔完成后測量孔深，確保炮眼深度。
(3)裝藥與堵塞。按照設(shè)計(jì)裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥。裝藥完成后進(jìn)行炮孔堵塞，炮孔堵塞采用一定濕度的黃土，邊堵塞邊搗固，確保堵塞質(zhì)量。
(4)起爆網(wǎng)絡(luò)連接。每個(gè)炮孔安放毫秒雷管的段必須對號入座，起爆網(wǎng)絡(luò)的孔外串聯(lián)雷管雷管要有醒目的標(biāo)示，連線和覆蓋時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎操作，確保網(wǎng)路通暢。爆破時(shí)連線應(yīng)從起爆終點(diǎn)到起爆起點(diǎn)，采用電雷管引爆。
(5)起爆和清方。采用電雷管起爆。爆破后及時(shí)組織挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)配合運(yùn)輸車將石方運(yùn)出現(xiàn)場，以利再次爆破或其他作業(yè)。同時(shí)及時(shí)清理，清除坡面危面、松石，做好局部防護(hù)工作。
(6)爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)。①梯段高度:梯段高度一般以5－10m為宜，結(jié)合實(shí)際情況，選擇臺(tái)階高度H=8。②最小抵抗線:W1=(0.5～0.8)H=(0.5～0.8)×8=4～6.4，結(jié)合實(shí)際情況，本合同段取W1=4。③孔徑:選擇孔徑d=90mm。④孔深:L=(1.1～1.25)H=(1.1～1.25)×(5～8)=8.8～10m，結(jié)合實(shí)際情況，本合同段取L=9。⑤孔間距:a=(0.8～1.2)W1=(0.8～1.2)×4=2～4.8，結(jié)合實(shí)際情況，本合同段取a=2m。⑥孔排距:b=(0.8～0.9)W1=(0.8～0.9)×4=2～6，結(jié)合實(shí)際情況，本合同段取b=2m。⑦單孔裝藥量:Q=(0.6～0.7)×q×a×W1×H=0.6×0.5×2×4×9=34.5kg，其中，q為淺孔梯段爆破時(shí)的單位裝藥量(Kg/m3)，其值與巖石堅(jiān)固系數(shù)f有關(guān)，砂巖泥巖互層地質(zhì)q取值0.5。⑧填塞長度:L2=(0.7～1)W1=(0.7～1)×4=8～4m。結(jié)合實(shí)際情況，本合同段取L2=3m。⑨裝藥結(jié)構(gòu):為提高炮孔和炸藥利用率，采用連續(xù)裝藥。⑩起爆網(wǎng)路連接方式:采用毫秒延期電雷管，多排孔毫秒微差起爆，網(wǎng)絡(luò)連接采用并串聯(lián)。一般一次性起爆雷管數(shù)為m=20～80發(fā)。
3光面爆破施工工藝
(1)布孔炮孔標(biāo)定必須按照設(shè)計(jì)好的爆破參數(shù)準(zhǔn)確地在爆破體上進(jìn)行標(biāo)識(shí)，不能隨意變動(dòng)設(shè)計(jì)位置。布孔前應(yīng)先清除爆破體表面積土和破碎層，根據(jù)施工測量確定的邊坡線，從邊坡光爆孔開始標(biāo)定，然后進(jìn)行其他孔位的布置，布孔完成后，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行校核，實(shí)際的最小抵抗線應(yīng)與設(shè)計(jì)的最小抵抗線基本相符。
(2)鉆孔在鉆孔過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔的方向、角度和深度，特別是邊坡光爆孔的傾斜度應(yīng)嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求。孔眼鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)留意地質(zhì)的變化情況，并做好記錄，遇到夾層或與表面石質(zhì)有明顯差異時(shí)，應(yīng)及時(shí)同技術(shù)人員進(jìn)行研究處理，調(diào)整孔位及孔網(wǎng)參數(shù)。鉆孔完成后，及時(shí)清理孔口的浮碴，清孔直接采用膠管向孔內(nèi)吹氣，吹凈后，應(yīng)檢查炮孔有無堵孔、卡孔現(xiàn)象，以及炮孔的間距、眼深、傾斜度是否與設(shè)計(jì)相符，若和設(shè)計(jì)相差較多，應(yīng)對參數(shù)適當(dāng)調(diào)整，如果可能影響爆破效果或危及安全生產(chǎn)，應(yīng)重新鉆孔。先行鉆好的炮孔，用編織袋將孔口塞緊，防止雜物堵塞炮孔。
(3)裝藥裝藥前，要仔細(xì)檢查炮孔情況，清除孔內(nèi)積水、雜物。裝藥過程中應(yīng)嚴(yán)格控制藥量，把炸藥按每孔的設(shè)計(jì)藥量分好，邊裝藥邊測量，以確保線裝藥密度符合要求。為確保能完全起爆，起爆體應(yīng)置于炮孔底部并反向裝藥。
(4)堵塞堵塞物用粘土和細(xì)砂拌和，其粒度不大于30mm，含水量15%～20%(一般以手握緊能使之成型，松手后不散開，且手上不沾水跡為準(zhǔn))。安放后應(yīng)即進(jìn)行堵塞，首先塞入紙團(tuán)或塑料泡沫，以控制堵塞段長度(光爆孔口預(yù)留1～1.5m)，然后用木炮棍分層壓緊搗實(shí)，每層以10cm左右為宜，堵塞中應(yīng)注意保護(hù)好導(dǎo)爆索。
(5)爆破覆蓋是控制飛石的重要手段，施工中采用兩層草袋覆蓋，先在草袋內(nèi)裝入砂土，覆蓋后將排間的草袋用繩子連成一片，草袋覆蓋時(shí)要注意保護(hù)好起爆網(wǎng)絡(luò)。
(6)光面爆破效果:開挖的巖體坡面炮痕率都在90%以上，大部分達(dá)到了100%，而且坡面平整穩(wěn)定，超欠挖控制在質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，能看到明顯的炮痕。
(7)光面爆破參數(shù)的確定①孔徑:選擇孔徑d=100mm。②炮孔間距:a=(10～15)d=(10～15)×0.1=0.1～1.5m。導(dǎo)向孔和裝藥孔之間間距一般不小于40cm。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，取a=1.2m。③光面層厚度:W=a/(0.8～1)=(0.1～1.5)/(0.8～1)=0.125～1.5m。施工中取2m。④線裝藥量:K=qaW=0.5×1.2×2=1.2kg/m。⑤炮孔角度與孔深:孔深根據(jù)梯段高度或開挖深度決定，并考慮一定的超深，本項(xiàng)目取值等于梯段高度。炮孔角度與邊坡坡腳一致，沿設(shè)計(jì)輪廓面布置。⑥裝藥結(jié)構(gòu):為提高爆破效果，采用間隔裝藥，藥卷間距控制在10～30cm，并在炮孔底部加大裝藥量，增藥量為2～3倍，增藥長度為孔底起1～1.5m。⑦填塞長度:為避免爆破反向拉伸破壞邊坡，填塞長度取0.6～2m。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，取1m。⑧爆破方式:光面爆破采用毫秒起爆方式，光面爆破孔應(yīng)同時(shí)起爆，起爆順序以主爆孔先爆，隨后光面爆破孔同時(shí)同段起爆。
4爆破施工注意事項(xiàng)
開挖過程中要做好路塹邊坡的控制及路塹邊坡防護(hù)工作;依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或監(jiān)理工程師的指示，嚴(yán)格控制開挖斷面;隨時(shí)檢測，嚴(yán)禁超爆和振動(dòng)路塹邊坡;臨近邊坡線時(shí)，必須采用預(yù)裂或光面爆破。臨近邊坡設(shè)計(jì)線時(shí)，嚴(yán)格按邊坡眉線的準(zhǔn)確位置鉆孔爆破，以保證設(shè)計(jì)坡形。預(yù)裂或光面爆破孔其鉆孔角度應(yīng)與邊坡設(shè)計(jì)坡率相同。裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)及孔網(wǎng)參數(shù)經(jīng)試驗(yàn)確定調(diào)整，達(dá)到邊坡石方爆破的最佳效果。坡腳處嚴(yán)禁超爆，鉆孔時(shí)不得超鉆。爆破后及時(shí)將石方運(yùn)出，清理工作面，加快工程進(jìn)度。爆破警報(bào)及安全:每次起爆前，都要設(shè)專人負(fù)責(zé)爆破警報(bào)及安全，預(yù)防意外事件發(fā)生。
5爆破安全計(jì)算
本項(xiàng)目地處山區(qū)，附近無居民區(qū)和建筑物，無需進(jìn)行爆破地震安全計(jì)算和空氣沖擊波安全距離計(jì)算。僅進(jìn)行飛石的安全距離計(jì)算:計(jì)算公式:Rmax=20Kf×n2×Wmin=20×1.5×1×6.4=192m要求在爆區(qū)200m外設(shè)安全警戒線。
6經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
主體石方采用中深孔松動(dòng)爆破，邊坡采用預(yù)裂或光面爆破，在施工中通過不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，通過對不同參數(shù)下爆破效果分析總結(jié)，得出砂巖、泥巖互層地質(zhì)中各項(xiàng)最優(yōu)爆破參數(shù)。經(jīng)驗(yàn)總結(jié):砂巖、泥巖硬度較低，且砂巖、泥巖遇水后強(qiáng)度下降較快。泥巖砂巖整體性較好，爆破前巖體強(qiáng)度較高，爆破后由于整體性破壞，巖體強(qiáng)度降低，部分地方采用挖掘機(jī)也可直接開挖。爆破后用挖掘機(jī)盡快挖除松散石方，可提高爆破效率，節(jié)約炸藥。
二、質(zhì)量控制措施
1保證措施依據(jù)工程特點(diǎn)，建立健全和嚴(yán)格執(zhí)行本工程質(zhì)量保證體系。嚴(yán)格落實(shí)施工組織管理措施。嚴(yán)格服從業(yè)主、監(jiān)理人員的質(zhì)量監(jiān)督。嚴(yán)查影響質(zhì)量的關(guān)鍵工序和特殊工序，確保對其控制，從而保證施工質(zhì)量。嚴(yán)格按“爆破施工技術(shù)方案設(shè)計(jì)”要求進(jìn)行施工，同時(shí)依據(jù)不同的地形條件采取合理的爆破方法。施工過程中，做好測量工作。嚴(yán)格控制爆破線，防止超爆現(xiàn)象的發(fā)生。配備具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)保障，確保工程質(zhì)量。嚴(yán)格控制渣石粒徑，確保滿足裝運(yùn)要求，從而提高施工效率。
2質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
(1)邊坡的坡度符合設(shè)計(jì)要求，不得有大的突起和凹坑。爆破裝藥量要嚴(yán)格控制，保證沒有過爆和欠爆。防止過爆造成邊坡度增加而失穩(wěn)或路塹底巖石松散影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性。欠爆造成邊坡有明顯突起，邊坡平整度不符合要求，路塹底防止因欠爆標(biāo)高不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為修整帶來困難。
(2)光面爆破質(zhì)量評價(jià):在光面預(yù)裂爆破中，裝藥孔之間加導(dǎo)向孔，可以取得更好的控制效率，尤其在曲線或轉(zhuǎn)角周邊，使用導(dǎo)向孔更明顯。開挖輪廓尺寸標(biāo)準(zhǔn):光爆后輪廓尺寸應(yīng)基本符合設(shè)計(jì)尺寸要求，欠挖不大于5cm，超挖不大于15cm;壁面不平整度小于15cm，露天爆破壁面不平整度應(yīng)小于±20cm。孔痕率標(biāo)準(zhǔn):堅(jiān)硬而整理性好的巖石孔痕率應(yīng)≥80%，中等強(qiáng)度的巖石應(yīng)≥65%，松軟石或節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石應(yīng)≥50%。爆破作用對保留的部分巖體破壞輕微，保留下的炮孔壁上無粉碎和明顯的爆破裂縫。對松軟破碎的巖石，爆破后盡量無大的危巖浮石，對堅(jiān)硬的巖體，無危石或危石很少。兩排光面炮孔銜接處的臺(tái)階，對于露天大直徑深孔爆破，應(yīng)控制在30～50cm內(nèi)。
三、安全保證措施
(1)爆破人員必須持證上崗，并作好爆破記錄。
(2)做好爆破前的宣傳動(dòng)員、組織等工作。爆破前組織動(dòng)員非爆破人員在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)安全撤離所規(guī)定的安全距離以外。
(3)在爆前認(rèn)真做好最后一次檢查，經(jīng)現(xiàn)場主要負(fù)責(zé)人允許后方可起爆。
(4)爆破信號，使用警報(bào)器和口哨，具體信號規(guī)定由現(xiàn)場指揮小組統(tǒng)一規(guī)定。
(5)嚴(yán)格執(zhí)行爆破器材的運(yùn)輸管理制度，領(lǐng)用余料當(dāng)天退回，工地設(shè)防爆箱，設(shè)專人24h看管，嚴(yán)格領(lǐng)用余退手續(xù)，帳目日日清。
(6)采用電雷管，應(yīng)該一一檢測，做到心中有數(shù)，保證起爆效果。
(7)處理盲炮采用以下方法:經(jīng)檢查確信炮孔的起爆線路完好時(shí)，可重新起爆。打平行眼裝藥爆破，平行眼距離孔口不得小于0.3m。嚴(yán)禁在盲炮孔眼上打孔。
(8)在離爆破區(qū)200m處設(shè)立警戒標(biāo)志，并設(shè)立專職警戒崗。
(9)為了保證施工的安全，對以下事項(xiàng)高度重視，提高安全意識(shí):如遇風(fēng)、雨、雷、電式視線不清時(shí)，均不能進(jìn)行爆破作業(yè)。處理瞎炮，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行爆炸物品的購買、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保管和使用，按有關(guān)爆破作業(yè)管理辦理執(zhí)行。施工現(xiàn)場臨時(shí)堆放爆燃物品，須經(jīng)公安部門許可和批準(zhǔn)。爆炸物品每日帳目必須清楚，使用量和出庫量相符，做到日清月結(jié)。
作者：吳文明 單位：中交一公局橋隧工程有限公司
